この記事はUnityアドベントカレンダー2020、2日目の記事です。 qiita.com

Unityについての質問で、次のような質問をよく見かけます。

「特定の物体にだけポストエフェクトを掛けることはできますか？」

これは一応可能ですが、UnityのレイヤーはPhotoshopのレイヤーとは全くの別物で、めちゃくちゃめんどくさいため初心者にはおすすめしません。

どうしてそんなことがしたくなったのかを聞いてみると、「特定の物体だけをBloomで光らせたい」という目的が出てくることが多いです。これは結構簡単にできるので、やり方をまとめてみました！

そもそもBloomってなんだ？

現実世界のカメラや人間の目は、レンズを通して入ってきた光をセンサーで検知して「色」を判別します。 f:id:notargs:20201130230926p:plain

ですが、この光は全てがまっすぐ目に届くわけではありません。

ごくわずかな光がカメラの内部構造・レンズ・空気など（！）によって屈折、乱反射し、減衰・拡散してから光センサーに届きます。（ちなみに、「フォグ」も空気による散乱をシミュレーションするための効果です。）

f:id:notargs:20201130230825p:plain

これを真面目にシミュレーションするととても重いので、真面目に計算せず、それっぽく表現するためのエフェクトがBloomです。

Bloomは、厳密に光をシミュレーションしたものではありません。

「物体を光らせる」ためのエフェクトではなく、あくまで「光っているように見せる」エフェクトという点に注意しましょう。

Bloomの仕組み

Bloomは、基本的に次の3つのステップで実装されています。

まず、元画像の色彩を調整し、一定より明るい部分だけを取り出します。

f:id:notargs:20201201013712p:plain — 元画像

f:id:notargs:20201201013948p:plain — 明るい部分だけ取り出したもの

続いて、明るい部分だけを取り出したものをぼかします。処理を高速にするため、一旦縮小を掛けてからぼかすこともあります。

f:id:notargs:20201201014021p:plain — ぼかしたもの

最後に、ぼかした画像の色を、元画像の画像の色にそれぞれ足し合わせます。

f:id:notargs:20201201014205p:plain — ぼかしたものを元画像に加算合成したもの

PostProcessingStackのBloomのパラメーターを見てみる

PostProcessingStackのBloomのパラメーターを見てみましょう。 f:id:notargs:20201201014348p:plain

ここで重要な値は、次の2つのパラメーターです。

Threshold
- いくつ以上の明るさの箇所を取り出すか？
Scatter
- ぼかしの大きさ

「Threshold」は、基本的には「黒」を0、「白」を1としたときの明るさで表されます。パッと見0～1の範囲で入力すればいいように見えますが、ここで、Thresholdに1以上の値が入力できることに気づけます。

f:id:notargs:20201201015022p:plain

HDRについて

Unityには「HDR(High Dynamic Range)」という機能があります。「HDR」は、白(0)～黒(1)の範囲を超えた、「とても明るい色」を表現するための機能です。逆に、白(0)～黒(1)の範囲の中の色のみを使っている状態を「LDR(Low Dynamic Range)」と言います。

HDRはデフォルトでは無効になっており、設定から有効化する必要があります。ここでは一例として、UniversalRenderPipelineでのHDRの有効化方法を紹介します。

URPでは、Renderer AssetのQualityセクション内に「HDR」のチェックボックスがあります。

f:id:notargs:20201201015600p:plain